2.2　几何建模实例

在初步了解了DesignModeler的基本功能后，下面通过两个实例来巩固一下建模的操作步骤。

2.2.1　几何建模实例1——实体建模

首先利用Creo（Pro/E）软件加载一个几何数据文件，然后通过集成在Creo（Pro/E）软件上的Workbench菜单将几何文件导入DesignModeler，并在DesignModeler中进行去材料操作，具体操作过程如下。

Step1：打开Creo Parametric程序，在工具栏上单击“打开”按钮，在弹出的“文件打开”对话框中选择banjian1.prt文件，如图2-79所示，此时在下面的预览区域会出现几何文件图形，单击“打开”按钮。

Step2：读入几何文件后的模型如图2-80所示。

Step3：如图2-81所示，选择“开始”→“所有程序”→“ANSYS 2020 R1”→“Workbench 2020 R1”命令，此时开始加载ANSYS Workbench软件。

Step4：在数据加载成功后，程序将在Workbench主界面上自动创建项目A，如图2-82所示。

Step5：双击项目A中A2栏的Geometry选项，此时会加载DesignModeler几何建模平台，如图2-83所示，设置单位为m，此时会在Tree Outline的A:Geometry命令下出现一个命令。

Step6：单击常用命令栏中的按钮，生成几何图形，如图2-84所示。

Step7：单击要进行操作的平面，此平面位于Z轴最大位置，如图2-85所示，单击按钮，并单击Tree Outline下面的Sketching按钮，切换到Sketching（草绘）模块。

Step8：在Sketching Toolboxes（草绘工具箱）中选择Draw→Rectangle（矩形）命令并勾选后面的复选框，表示创建的矩形带倒角。在DesignModeler的绘图窗格中绘制矩形，如图2-86所示。

Step9：选择Dimensions→Radius命令，并选择矩形的一个倒角圆弧，单击鼠标左键确定，如图2-87所示，此时会在圆弧上标注出R1。

Step10：选择Dimensions→Horizontal命令，标注如图2-88所示的水平尺寸。使用同样的操作，选择Dimensions→Vertical命令，标注垂直尺寸。

Step11：如图2-89所示，在Details View面板的Dimensions:5下更改以下参数。

①在H2栏中输入0.06m；在H3栏中输入0.045m。

②在R1栏中输入0.01m。

③在V4栏中输入0.05m；在V5栏中输入0.025m。

其余选项的设置保持默认即可。

Step12：如图2-90所示，在菜单栏中选择Tools→Unfreeze命令，对导入的模型解除冻结，以便后续的操作。

如图2-91所示，选择Unfreeze1命令，通过Details of Unfreeze1下的Bodies栏选择BANJINAN零件体。

Step13：如图2-92所示，单击常用命令栏中的按钮，在Details View面板中进行如下修改。

①在Operation栏中选择Cut Material选项，默认为Add Material。

②在Direction栏中选择Reversed选项，表示拉伸方向为默认的反方向。

③在FD1,Depth(>0)栏中输入0.02m，其余选项的设置保持默认即可。

Step14：单击常用命令栏中的按钮，生成去材料特征，如图2-93所示。

Step15：单击常用命令栏中的按钮，并选择命令，会在Tree Outline（模型树）中出现命令。

Step16：如图2-94所示，在Details View面板中进行如下修改。

①在FD1,Radius(>0)栏中输入0.02m。

②选择模型的4条边，并在Geometry栏中确定这4个边界被选中。生成的圆角特征如图2-95所示。

Step17：单击工具栏中的按钮，在弹出的“另存为”对话框的“文件名”文本框中输入plate1.wbpj，单击“保存”按钮，保存文件。

Step18：关闭DesignModeler程序。单击界面右上角的按钮，关闭DesignModeler程序。

2.2.2　几何建模实例2——概念建模

概念建模（Concept）主要用于创建和修改模型中的线或面，使之成为有限元中的梁单元（Beam）或壳单元（Shell）。从Concept菜单（见图2-20）可知，生成梁模型的方法有4种，即Lines From Points（点生成线）、Lines From Sketches（草绘生成线）、Lines From Edges（边线生成线）、3D Curve（从3D曲线生成线）；生成面的方法有2种，即Surfaces From Edges（边线生成面）、Surfaces From Sketches（草绘生成面）。

此外，Concept菜单中还有一些常见的截面形状和用户自定义截面形状，如长方形、圆形、空心圆形等。

下面通过一个实例来简要介绍概念建模的过程和截面属性赋予方法，实例模型如图2-96所示。

Step1：新建一个项目A，然后右击项目A中A2栏的Geometry选项，从弹出的快捷菜单中选择New DesignModeler Geometry命令，如图2-97所示。

Step2：启动DesignModeler平台，选择Units→Millimeter命令，设置单位为mm，如图2-98所示。

Step3：选择Tree Outline→A:Geometry→ZXPlane命令，如图2-99所示，然后单击按钮。

Step4：在切换到Sketching（草绘）模块后，选择Draw→Line命令，在绘图窗格中绘制如图2-100所示的图形。

Step5：如图2-101所示，选择Constraints→Parallel命令，然后单击图形右下角的两条水平线段，使它们被约束为平行。

Step6：如图2-102所示，选择Constraints→Equal Length命令，然后单击图形的各条线，使各条边的长度被约束为相等。

Step7：如图2-103所示，选择Dimensions→General命令，然后单击图形的任何一条线段，标注其长度，在Details View面板的Dimensions:6→H1栏中输入15mm，并按Enter键确定。将H5标为45mm，其余尺寸标为等间距15mm。

Step8：切换到Modeling（实体模型）模块，选择Concept→Lines From Sketches（草绘生成线）命令，如图2-104所示。在Details View面板的Details of Line1→Base Objects栏中选择刚刚草绘的图形，然后单击Apply按钮确定选择。

Step9：单击常用命令栏中的按钮，生成线体模型，如图2-105所示。

Step10：选择下面的Line Body命令，在下面出现的Details View面板中的Cross Section栏为黄色，其中内容为Not Selected，表示截面特性未被赋予，如图2-106所示。

Step11：选择Concept→Cross Section→Rectangular命令，在Details View面板的Dimensions:2→B栏中输入2mm，在H栏中输入2mm，并按Enter键确定输入，如图2-107所示。

Step12：选择Line Body命令，在Details View面板的Cross Section栏中选择Rect1选项，如图2-108所示。

Step13：显示图形截面。选择View→Cross Section Solids命令，如图2-109所示。此时，Cross Section Solids子菜单前面会出现一个√，表示子菜单被选中，同时显示图形截面，如图2-110所示。

Step14：创建壳模型。如图2-111所示，选择Concept→Surfaces From Edges（边线生成曲面）命令。

Step15：选择Tree Outline（模型树）中的Surf1命令，选择绘图窗格中的4条边线，如图2-112所示。在Details View面板的Edges栏中单击Apply按钮，并单击常用命令栏中的按钮，生成壳模型。

Step16：以同样方法完成其余5个区域的曲面设置，结果如图2-113所示。

Step17：单击工具栏中的按钮，在弹出的“另存为”对话框的“文件名”文本框中输入Concept1.wbpj，如图2-114所示，单击“保存”按钮，保存文件。

Step18：关闭DesignModeler程序，单击界面右上角的按钮，关闭DesignModeler程序。